陸海亭 田 錦 夏從東

（1.蘇州市軌道交通集團(tuán)公司，215002，蘇州；2.金陵科技學(xué)院，211169，南京∥第一作者，工程師）

視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為城市軌道交通通信系統(tǒng)的重要組成部分，在保障行車安全與公共安全、提高運(yùn)輸效率和管理服務(wù)水平等方面發(fā)揮了不可或缺的作用。

目前，城市軌道交通一般設(shè)有兩套視頻監(jiān)控系統(tǒng)：供城市軌道交通生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部門使用的專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)和供公安部門使用的警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)。運(yùn)營(yíng)部門和公安部門對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用需求不盡相同：首先，使用和維護(hù)部門不同。專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)由運(yùn)營(yíng)部門維護(hù)，警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)由公安部門委外維護(hù)或運(yùn)營(yíng)代維護(hù)。其次，組網(wǎng)架構(gòu)不同。專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用市軌道交通指揮中心、控制中心、車站車控室三級(jí)組網(wǎng)架構(gòu)，警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用市公安局、派出所、車站警務(wù)室三級(jí)組網(wǎng)構(gòu)架，兩者的監(jiān)控地點(diǎn)完全不同。再次，監(jiān)視目的和范圍不同。專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視范圍包括車站客流、售檢票、進(jìn)出口閘機(jī)、列車進(jìn)出站、電扶梯運(yùn)行、乘客上下車及屏蔽門開關(guān)等情況，而警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視范圍為車站出入口、換乘通道、站臺(tái)和站廳、車站內(nèi)的商業(yè)街，以及過(guò)街通道、售檢票等區(qū)域，二者的監(jiān)控區(qū)域有多處重疊。最后，監(jiān)控重點(diǎn)不同。專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控重點(diǎn)在于宏觀和中觀層面，注重于客流特征及流動(dòng)情況，不太關(guān)心細(xì)節(jié)；警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)出于安全和破案的考慮，基本上要求全過(guò)程、無(wú)死角監(jiān)控，重點(diǎn)在于中觀和微觀層面上，更加注重乘客的流動(dòng)及其細(xì)節(jié)特征。因此，目前城市軌道交通的專用和警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)大都獨(dú)立設(shè)置，僅僅做到對(duì)部分前端固定攝像機(jī)的資源共享（一般警用共享若干路專用攝像機(jī)圖像）。

但是，兩套系統(tǒng)分別設(shè)置帶來(lái)的問(wèn)題是存在大量的監(jiān)控交疊區(qū)域，且每套系統(tǒng)在各個(gè)地區(qū)的視頻覆蓋都存在監(jiān)控盲區(qū)，而后端設(shè)備又是獨(dú)立設(shè)置的，這意味著資源的重復(fù)配置和投資的浪費(fèi)，另外也增加了維護(hù)的成本。事實(shí)上，從技術(shù)角度上看，兩套系統(tǒng)完全可以做到充分共享。首先，從系統(tǒng)組成上看，專用及警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本一致。即專用及警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)均由圖像攝取、傳輸、控制，以及顯示、存儲(chǔ)、系統(tǒng)網(wǎng)管等部分組成。其次，兩套系統(tǒng)采用相同制式。即都采用標(biāo)清數(shù)字或高清數(shù)字視頻方式。最后，從監(jiān)控范圍上看，兩套系統(tǒng)在出入口、閘機(jī)、電扶梯、站臺(tái)和站廳等處的攝像頭布置上均有重復(fù)。因此，可以將兩套系統(tǒng)合并設(shè)置，做到前后端設(shè)備的完全共享。

1 方案介紹

當(dāng)前，城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)正朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、全高清、智能化方向發(fā)展，本文介紹兩種基于全高清的專用、警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源共享方案。

1.1 方案一：部分共享（前端設(shè)備共享）

運(yùn)營(yíng)部門和公安部門共享站臺(tái)、站廳、出入口等公共重疊區(qū)的數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)；并根據(jù)運(yùn)營(yíng)需求在設(shè)備區(qū)等區(qū)域增設(shè)專用攝像機(jī)，根據(jù)公安需求在其關(guān)注的商業(yè)區(qū)等區(qū)域增設(shè)一定數(shù)量的警用攝像機(jī)。共享攝像機(jī)的操作控制優(yōu)先級(jí)權(quán)限為運(yùn)營(yíng)部門高于公安部門。共享攝像機(jī)及控制信令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離防火墻的方式接入警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該方案的車站視頻監(jiān)視系統(tǒng)方案如圖1所示。

圖1 部分共享的車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

本方案的特點(diǎn)是：僅共享前端攝像機(jī)的視頻信號(hào)，后端設(shè)備（如編碼器、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器和矩陣等）分別設(shè)置；專用和警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)分開建設(shè)，獨(dú)自管理。

1.2 方案二：完全共享（系統(tǒng)平臺(tái)共享）

車站內(nèi)全部攝像機(jī)（包括專用、警用）均統(tǒng)一接入設(shè)置于專用通信設(shè)備室的以太網(wǎng)交換機(jī)、圖像存儲(chǔ)設(shè)備、視頻服務(wù)器。車控室運(yùn)營(yíng)用戶終端直接接入車站視頻以太網(wǎng)交換機(jī)，公安警務(wù)室公安用戶通過(guò)防火墻接入此交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像信息的訪問(wèn)和控制。圖像信息的調(diào)看及控制權(quán)限由視頻管理服務(wù)器的軟件設(shè)定，圖像直接共享，球機(jī)操控優(yōu)先級(jí)權(quán)限為公安部門高于運(yùn)營(yíng)部門。采用系統(tǒng)平臺(tái)共享的車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案如圖2所示。

本方案的特點(diǎn)是：由專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)在車站統(tǒng)一設(shè)置前端攝像機(jī)和后臺(tái)控制設(shè)備，警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)僅在車站警務(wù)室、派出所和市公安局設(shè)置監(jiān)控終端、后臺(tái)控制設(shè)備、顯示器等設(shè)備，用于調(diào)看實(shí)時(shí)和歷史圖像；利用專用通信傳輸系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)圖像上傳，市公安局和各個(gè)派出所分別設(shè)置以太網(wǎng)交換機(jī)，派出所之間、派出所至市公安局之間的傳輸通道采用警用傳輸系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)通道；將以太網(wǎng)交換機(jī)經(jīng)過(guò)安全接入平臺(tái)或防火墻光纖直連至鄰近車站的專用傳輸系統(tǒng)。

1.3 方案比較

方案一可最大限度地做到專用、警用兩套系統(tǒng)的獨(dú)立建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)，獨(dú)立性較強(qiáng)，可較好地解決工期不同步的問(wèn)題；但兩套視頻監(jiān)控系統(tǒng)分開建設(shè)、獨(dú)自管理，會(huì)造成建設(shè)成本增加、網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜、運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理困難等諸多問(wèn)題。其優(yōu)勢(shì)在于專用和警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了視頻信號(hào)接口外，其余完全獨(dú)立，兩大系統(tǒng)互不影響。缺點(diǎn)在于系統(tǒng)設(shè)備共享較少，重復(fù)建設(shè)大，投資浪費(fèi)多，并且到了系統(tǒng)后期維護(hù)時(shí)，警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備往往得不到及時(shí)維護(hù)，出現(xiàn)故障也不容易得到及時(shí)處理。

圖2 完全共享的車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

方案二中視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備由運(yùn)營(yíng)公司維護(hù)管理，公安部門僅需自行維護(hù)少量終端設(shè)備，有效解決了系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)、投資浪費(fèi)和公安部門維護(hù)力量不足等問(wèn)題。缺點(diǎn)在于專用傳輸網(wǎng)和警用傳輸網(wǎng)互聯(lián)互通，需安裝防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備對(duì)公安網(wǎng)進(jìn)行安全防范。

可見，方案一對(duì)專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)影響最小，但網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，存在與警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口，且資源共享程度較低。方案二最大限度地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)資源共享，并且有利于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一維護(hù)管理，同時(shí)也存在接口復(fù)雜、對(duì)專用傳輸系統(tǒng)的壓力增加等問(wèn)題。視頻監(jiān)控圖像和告警資源共享是最大限度綜合管控城市軌道交通公共安全的有效措施，這已被上海等地的實(shí)踐所證明；再加上綜合性價(jià)比及技術(shù)先進(jìn)性等因素考慮，視頻監(jiān)控系統(tǒng)共享方案優(yōu)先采用方案二。

2 系統(tǒng)組成

全共享視頻監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)由圖像攝取、傳輸、顯示及控制、存儲(chǔ)等四大部分組成。

圖像攝取全部采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，高清攝像機(jī)的視頻信號(hào)接入車站、車輛段、停車場(chǎng)以太網(wǎng)交換機(jī)，經(jīng)交換機(jī)接入傳輸通道及存儲(chǔ)設(shè)備。在各車站上下行站臺(tái)、站廳、售票處、票務(wù)室、閘機(jī)、上下樓梯、出入口、商業(yè)區(qū)等處設(shè)置攝像機(jī)。

各車站、車輛段、停車場(chǎng)和控制中心之間的傳輸通道采用專用傳輸系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)通道。前端共用高清攝像機(jī)攝取的圖像進(jìn)入車站以太網(wǎng)交換機(jī)后，經(jīng)過(guò)網(wǎng)間防護(hù)設(shè)備（防火墻或安全接入平臺(tái)）傳送至警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

車站內(nèi)，專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）提供圖像的顯示及操控，當(dāng)車站ISCS發(fā)生異常時(shí)，使用專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)在車控室設(shè)置的后備操作臺(tái)及顯示終端；車站警務(wù)室內(nèi)設(shè)置控制終端和彩色監(jiān)視器，通過(guò)專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的防火墻接入車站視頻以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)本站圖像的監(jiān)視和控制?？刂浦行膬?nèi)，由ISCS提供圖像的顯示及操控，ISCS發(fā)生異常時(shí)，使用系統(tǒng)在調(diào)度大廳內(nèi)行調(diào)、電調(diào)、環(huán)調(diào)和客調(diào)設(shè)置的后備操作臺(tái)及顯示終端；各車站、車輛段、停車場(chǎng)的數(shù)字視頻信號(hào)經(jīng)以太網(wǎng)交換機(jī)送入傳輸系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，被選中的圖像信號(hào)經(jīng)控制中心數(shù)字視頻解碼器解碼后，輸出到各調(diào)度員處設(shè)置的ISCS工作站，并上大屏幕墻顯示。市公安局、派出所使用數(shù)據(jù)交換機(jī)組成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，與專用通信傳輸系統(tǒng)通過(guò)防火墻互聯(lián)，保證市公安局、派出所內(nèi)公安人員的圖像調(diào)看、控制及錄像回放功能。

各車站、車輛段、停車場(chǎng)、控制中心等節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，采用H.264、MPEG4等圖像壓縮編碼方式。在控制中心設(shè)置管理服務(wù)器和錄像調(diào)看終端，用于錄像管理和調(diào)看。

3 方案應(yīng)用

共享方案在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要統(tǒng)籌考慮以下問(wèn)題：

設(shè)備方面：① 警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)僅作為專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)終端，共享視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)的數(shù)量較合建前的專用和警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)的總數(shù)減少了一半左右，但專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端攝像機(jī)數(shù)量較合建前增加了約三分之一；②專用和警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)共享平臺(tái)后，視頻數(shù)據(jù)只走專用傳輸通道，且專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)的總數(shù)相對(duì)于分設(shè)時(shí)增加了較多，因此，專用傳輸系統(tǒng)給視頻監(jiān)控系統(tǒng)分配的帶寬需相應(yīng)增加；③ 專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)電源容量需增大，而車站警用設(shè)備室內(nèi)因不再需要編碼器、存儲(chǔ)及服務(wù)器等設(shè)備，UPS（不間斷電源）的容量、電池的數(shù)量可相應(yīng)減??；④專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)數(shù)量增加致使其存儲(chǔ)容量增加，警用視頻存儲(chǔ)設(shè)備不再配置；⑤ 警用視頻服務(wù)器不再配置；⑥ 需增加防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備用于公安網(wǎng)和專用網(wǎng)的隔離。

控制優(yōu)先級(jí)方面：根據(jù)專用和警用的監(jiān)控需求確定雙方的控制優(yōu)先級(jí)。在公共區(qū)，警用的優(yōu)先級(jí)高于專用的；在設(shè)備區(qū)，專用的優(yōu)先級(jí)高于警用的。原則上，警用的控制優(yōu)先級(jí)須高于專用的。

維保方面：前端、傳輸和后端設(shè)備維護(hù)由運(yùn)營(yíng)部門負(fù)責(zé)，公安只需要維保警用視頻終端。

行政體制方面：因完全共享后視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主體設(shè)施由運(yùn)營(yíng)部門管轄，公安部門的設(shè)施僅有監(jiān)控終端，因此，共享方案實(shí)施前，建設(shè)方需和公安部門充分溝通，使公安部門對(duì)方案有充分的了解，消除其對(duì)系統(tǒng)控制優(yōu)先級(jí)和歷史圖像調(diào)看的誤解和擔(dān)憂。取得公安部門的理解、支持和配合對(duì)于共享方案系統(tǒng)建設(shè)非常關(guān)鍵。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著公安部門、運(yùn)營(yíng)部門對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求的不斷提高，數(shù)字高清視頻系統(tǒng)在城市軌道交通領(lǐng)域?qū)?huì)普遍應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)專用、警用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的資源完全共享，從技術(shù)角度上完全可行。資源完全共享方案可簡(jiǎn)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)省城市軌道交通有限的空間資源，明顯降低視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)造價(jià)及后期維護(hù)成本，值得城市軌道交通投資方及建設(shè)方應(yīng)用推廣。

［1］GB 50517—2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB 50395—2007視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］GB 50382—2006城市軌道交通通信工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［4］龍衛(wèi)民.城市軌道交通通信資源共享研究［J］.鐵道通信信號(hào)，2012，48（5）：62.

［5］陳明華，李蘇雯，馬強(qiáng).城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012，21（4）：61.